第八章 调制钢.ppt

1、1.第5章机械加工结构钢，2。主要内容：调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、渗碳钢和氮化钢。第5章机械加工结构钢，4。第5章机械加工结构钢，5。换档拨叉，变速齿轮，变速箱，5.0简介，第5章机械加工结构钢，6。齿轮、曲轴、汽车万向节、连杆、3.0简介、第3章加工结构钢、7、弹簧、拉簧、离合器弹簧、蝶形弹簧、3.0简介、钢板弹簧、第3章加工结构钢、8、滚珠轴承、5.0简介、第3章加工结构钢、9、履带、履带叉、破碎机颚板、挖掘机齿、5.0简介、第3章机械结构钢、10、3.0简介、第3章机械零件用合金结构钢。其次，机械结构钢的使用条件主要是承受拉伸、压缩、扭转、剪切、弯曲、冲击、疲劳和摩擦等力，或者它们之间

2、的多种载荷的相互作用。使用环境为大气、水和润滑油，温度范围为-50-100。机器零件要求结构紧凑，操作快速准确，零件间公差配合适当。因此，机械零件用钢的性能要求不同于工程部件用钢。5.0简介，第5章机械制造结构钢，11。第三，机械零件用钢要求强度和韧性，以保证机械零件尺寸小、结构紧凑、安全性好；需要良好的疲劳性能和耐磨性。因此，机械零件用钢必须通过热处理进行强化，以充分发挥其性能潜力，因此机械零件用钢的使用状态通常是调质状态，即强化状态。5.0简介，第5章机械制造结构钢，12，还要求钢的其他技术性能(如冶炼性能、浇注性能、可锻性等)。)，但总体问题不大。机器零件用钢通常以机械性能为基础，辅以技

3、术性能。5.0简介，第3章机械结构钢，13，调质钢，1调质钢的基本特性：中碳含量；热处理工艺：500650淬火，高温回火；具有良好的强度、塑性和韧性。2.调质钢合金化和热处理的主要原则：保证钢具有必要的淬透性，使零件淬火后有足够厚的马氏体层；经高温回火后，该钢可获得预期的综合力学性能。调质钢的化学成分：碳含量一般在0.30.5%之间；主要合金元素：辅助合金元素：重要的调质钢通常含有各种合金元素。钢，15，4。调质钢的显微组织：调质钢的金相组织为回火索氏体(多边形铁素体粒状碳化物)。调质钢的淬透性要求：调质零件上马氏体层的厚度应根据零件在加工过程中所受应力的类型和大小来确定，淬透性要求也应相应确

4、定。例如，对于某些轴零件，它们承受弯曲应力，而表面承受最大拉伸应力。随着与表面距离的增加，应力逐渐减小，因此只需在淬火轴1/2半径处达到80马氏体即可。典型钢种40、40Cr和42CrMo的淬透性曲线见图7-1-2。图7-1-2典型钢种40、40Cr、42CrMo的淬透性曲线(括号内为淬火加热温度)，17。三.调质钢的合金元素和机械性能。调质钢的硬度高温回火后马氏体的金相组织为回火索氏体(多边形铁素体粒状碳化物)。回火索氏体的硬度取决于铁素体的硬度和碳化物的弥散强化作用，可由下式表示：H=HFS: h是高温回火后钢的硬度；HF是铁素体的硬度；是碳化物的强化系数；s是碳化物颗粒的总表面积。上述公

5、式表明，铁素体的晶粒尺寸、铁素体中合金元素的固溶度、碳化物的数量和分散度与调质钢的硬度密切相关。18，实施例1:测试后见图7-1-4。图7-1-4铬和钼对调质钢回火后硬度的影响。20，2。回火温度与调质钢综合力学性能的关系：当淬火成马氏体并在450、650回火时，随着回火温度的升高，硬度、抗拉强度和屈服强度不断降低，而延伸率、面积收缩率和冲击韧性不断增加。见图7-1-5:图7-1-5:40cr钢调质后力学性能的变化趋势，21，3。高温回火后调质钢的韧性(1)调质工艺与钢的韧性对于相同的化学成分，在不同温度下调质后，可以获得一系列不同等级的强度值。钢在淬火和回火后的强度越高，其常温冲击韧性越低。

6、见图7-1-6。图7-1-6含碳量为0.45%的铬钼钒钢，经不同强度处理后的冲击韧性，22，(2)调质钢的合金元素和韧性碳：是降低调质钢冲击韧性的元素，见图7-1-7，图7-1-7，调质钢的碳和冲击韧性，23，碳得到保证。对于重要零件，一般选用淬透性高的低碳合金钢。磷对钢的冲击韧性有害。它提高了脆性转变温度并降低了冲击值，因此优质钢中的磷含量被限制在0.035%。为了进一步提高钢的韧性，磷含量甚至应该降低到0.02%以下。锰：加入2%锰后，调质钢的冲击韧性提高，但当锰含量超过2%时，钢的脆性转变温度反而升高，冲击韧性变差。镍：它能提高钢的冲击韧性，降低脆性转变温度。24，(3)调质钢的高温回火

7、脆性与冷却速度的关系：一些调质钢在高温下回火并以不同速度冷却后，慢冷试样的冲击韧性明显低于快冷试样，见下表7-1:650回火并以不同速度冷却的铬镍钢的冲击值，25。回火脆性与回火保持时间的关系3360高温回火脆化现象在高温回火温度范围内，保持时间与回火脆化程度的关系如图7-1-8所示。图7-1-8是高温回火保持时间和回火脆化程度示意图。26.在图中，曲线上的温度代表钢在冲击试验中的脆性转变温度。温度越高，钢的回火脆化程度越严重；每条曲线代表在不同温度下产生脆化所需的时间，回火在500550之间发生最快；随着保温时间的增加，脆化曲线上的温度越来越高。600以上回火，虽然回火温度没有脆化现象，但回

8、火后缓慢冷却也会导致脆化，而回火后快速冷却可以避免回火过程中的脆化。27.避免或减少回火脆性的措施：a .避免在容易发生高温回火脆性的温度范围内回火；b .尽可能缩短回火脆性温度范围内的回火时间；回火后的快速冷却过程；d、采用含钼钢，尽可能降低钢中磷、锡、锑的含量；已经感觉到回火脆性的钢通过再加热到650然后快速冷却来恢复。28.调质钢性能的比较：以上讨论都是关于钢在调质后的力学性能。如果钢在淬火过程中没有硬化，工件在淬火和回火后的性能将会非常不同。通过调节回火温度，硬化完全马氏体钢和未硬化钢可以具有相同的硬度或抗拉强度，但由于原始金相组织的不同，它们的屈服强度、面积收缩率、冲击韧性和疲劳强度明显不同。见图7-1-9和图7-1-10:29，图7-1-9调质钢的金相组织和疲劳强度，30，图7-1-10金相组织的影响然而，轧制和锻造后高合金含量钢的显微组织是马氏体。一般来说，这种钢在AC3线以上加热进行正火，然后在高温下回火，使马氏体型钢的强度从HB380550降低到HB207240，可以顺利切割。正火的目的是细化晶粒，降低组织中的带状程度，调整硬度以利于加工。32，2。最终热处理：33，VI。本节要点：调质钢是中碳钢或中碳合金钢；调质钢经高温调质后具有优异的综合力学性能；调质钢的淬火温度：AC3温度3050；